JP2008034442A - プリント回路基板における導電性ボールの挿入方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント回路基板の基材に設けたパターン穴に導電性ボールを確実に挿入する。
【解決手段】プリント回路基板１の基材５に保護用シート１３を貼り合わせてから複数の所定のパターン穴７を設けた後に、保護用シート１３側を、前記各パターン穴７に載置される導電性ボール９を吸引するための吸引テーブル１５に載置する。基材５の表面に、前記各パターン穴７に導電性ボール９を落とし込むためのガイド穴２７を各パターン穴７に対応して備えたマスク部材２９を各パターン穴７に位置合わせして重ね合わせる。マスク部材２９の各ガイド穴２７に導電性ボール９を落し込んだ後に、吸引テーブル１５により吸引して各導電性ボール９をパターン穴７に固定する。前記導電性ボール９を押圧部材４９で押圧して導電性ボール９の上下端が基材５の上下面から突出する位置まで基材５の各パターン穴７に挿入し、その後、保護用シート１３を基材５から剥離する。
【選択図】図１

Description

この発明は、プリント回路基板における導電性ボールの挿入方法及びその装置に関し、特にプリント回路基板を製造する際に、プリント回路基板の基材の両面の導電材同士を導通するための導電性ボールを前記基材に設けたパターン穴に挿入するためのプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法及びその装置に関する。

従来、プリント回路基板としては、ＦＰＣやＲＰＣなどがある。例えば、ＦＰＣには、２枚の銅箔の導電材の間に、ポリイミドあるいはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材としての絶縁フィルムを挟んだ両面プリント回路基板、あるいは複数枚の銅箔（導電材）の間のそれぞれに絶縁フィルム（ポリイミドフィルム）を挟んだ多層プリント回路基板がある。なお、上記の各銅箔は印刷などで配線パターンが形成されている。

上記のＦＰＣの製造工程においては、例えば、特許文献１に示されているように各銅箔間の導通をとるために、予め基板に両面銅箔、あるいは多層銅箔の導通をとる位置で穴（スルーホール）をあけ、この穴をあけた基板に銅メッキ処理を施して、前記穴（スルーホール）内にメッキされた銅メッキ部で各銅箔間の電気的導通をとる方式がある。

また、特許文献２では、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）等に代表される半導体パッケージ等の分野において、例えば微細な半田ボールを回路基板上の所定位置にアレイ状に配列して多数の電極を高密度に設ける技術が実用化されている。
特開２００４−１７２３０９号公報 特開平１０−１６３６１２号公報

ところで、特許文献１に示されているような従来のＦＰＣの製造工程におけるスルーホールメッキによる方法では、ＦＰＣに対してドリルやレーザによる穴あけ加工の後に、銅メッキを行ってＦＰＣの各銅箔間の導通を可能としているが、メッキ装置やそれに付随する水洗などの水処理装置が必要となり、設備費や加工費は製品のコストに占める割合が大きくなる。すなわち、銅メッキによる電気的導通方式では、製造装置の巨大化、メッキ液等の薬液の管理、廃液の管理、メッキ厚の不均一性等の生産管理や品質管理面での生産コストが大きくなるという問題点があった。

また、特許文献２に示されているような導電性ボールを回路基板上のあるパターンに配列して固定する方法として、例えば仮固定剤としても使用される半田ペースト等の導電性ペーストやその他の粘着剤を使用するため、予めそれらの導電性ペーストやその他の粘着剤をパターン上に塗布する装置及び工程が必要となるため、それらにかかる製造コストがアップするという欠点がある。

上記発明が解決しようとする課題を達成するために、この発明のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法は、プリント回路基板の基材に保護用シートを貼り合わせてから貫通する複数の所定のパターン穴を設けた後に、
前記保護用シート側を、前記各パターン穴に載置される導電性ボールを吸引するための吸引テーブルに載置すると共に、前記基材の表面に、前記各パターン穴に導電性ボールを落とし込むためのガイド穴を前記各パターン穴に対応して備えたマスク部材を前記各パターン穴に位置合わせして重ね合わせ、
前記マスク部材の上面から各ガイド穴に導電性ボールを落し込んだ後に、前記吸引テーブルにより吸引して前記各導電性ボールを前記パターン穴に固定し、
この各パターン穴に固定された各導電性ボールを押圧部材で押圧して前記導電性ボールの上下端が前記基材の上下面から突出する位置まで前記基材の各パターン穴に挿入し、
その後、前記保護用シートを前記基材から剥離することを特徴とするものである。

また、この発明のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法は、予め複数の所定のパターン穴を設けたプリント回路基板の基材の前記各パターン穴と同位置に配列した導電性ボール受け穴を有する保護用シートを、前記パターン穴の上に載置される導電性ボールを吸引するための吸引テーブルに載置し、
前記保護用シートの上面に、前記プリント回路基板の基材を前記導電性ボール受け穴とパターン穴とを位置合わせして重ね合わせ、
前記プリント回路基板の基材の上面に、前記各パターン穴に導電性ボールを落とし込むためのガイド穴を前記各パターン穴に対応して備えたマスク部材を前記各パターン穴に位置合わせして重ね合わせ、
前記マスク部材の上面から各ガイド穴に導電性ボールを落し込んだ後に、前記吸引テーブルにより吸引して前記各導電性ボールを前記パターン穴に固定し、
この各前記パターン穴に固定された各導電性ボールを押圧部材で押圧して前記導電性ボールの上下端が前記基材の上下面から突出する位置まで前記基材の各パターン穴に挿入することを特徴とするものである。

また、この発明のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法は、前記プリント回路基板における導電性ボールの挿入方法において、前記保護用シートとプリント回路基板の基材とを離型剤を介して貼り合わせることが好ましい。

また、この発明のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法は、前記プリント回路基板における導電性ボールの挿入方法において、前記マスク部材の表面上に、多数の導電性ボールを移動させることで前記マスク部材の各ガイド穴に導電性ボールを落し込むことが好ましい。

また、この発明のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法は、前記プリント回路基板における導電性ボールの挿入方法において、前記保護用シートが金属製シートで構成され、その厚さが導電性ボールの直径の１５％以上であることが好ましい。

また、この発明のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法は、前記プリント回路基板における導電性ボールの挿入方法において、マスク部材が導電性ボールの直径以上の厚さを有し、マスク部材のガイド穴が導電性ボールの直径以上であることが好ましい。

また、この発明のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法は、前記プリント回路基板における導電性ボールの挿入方法において、前記マスク部材を前記基材の上面から外した後に、平板状の押圧部材で前記導電性ボールを押圧することが好ましい。

また、この発明のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法は、前記プリント回路基板における導電性ボールの挿入方法において、前記マスク部材を前記基材の上面から外すことなく、前記マスク部材の各ガイド穴に対応した位置に突起状の押圧部を備えた押圧部材を用いて前記各押圧部で前記導電性ボールを押圧することが好ましい。

また、この発明のプリント回路基板における導電性ボールの挿入装置は複数の所定のパターン穴を設けたプリント回路基板の基材の下面に、前記各パターン穴と同位置に配列した導電性ボール受け穴を有する保護用シートを、重ね合わせて載置する吸引テーブルを備え、且つ前記基材の各パターン穴に載置される導電性ボールを吸引する吸引装置と、
この吸引装置の吸引テーブルに載置された基材の上面に重ね合わせるべく昇降自在に設けたマスク部材であって、前記基材の各パターン穴に導電性ボールを落とし込むためのガイド穴を前記各パターン穴に対応して備えたマスク部材と、
前記吸引テーブルに載置された保護用シートの導電性ボール受け穴と基材のパターン穴とマスク部材のガイド穴とを位置合わせするための撮像手段と、
前記マスク部材の上面を走行して前記各ガイド穴に導電性ボールを落し込むために多数の導電性ボールを保持する導電性ボール供給部と、
前記各パターン穴の上に吸引・固定された導電性ボールを前記各パターン穴に挿入すべく押圧する押圧部材を備えた加圧装置と、
で構成されることを特徴とする、ものである。

また、この発明のプリント回路基板における導電性ボールの挿入装置は、前記プリント回路基板における導電性ボールの挿入装置において、前記押圧部材が、前記マスク部材の各ガイド穴に対応した位置に突起状の押圧部を備えていることが好ましい。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法によれば、プリント回路基板の基材の両面の導電材同士を導通するための導電性ボールを前記基材に設けたパターン穴に挿入する方法であるので、従来のようなスルーホールメッキによる方法におけるメッキ装置等の設備費が無くなり、メッキ液や廃液等の管理、メッキ厚の均一性の管理等の必要が無くなるので、生産コストを削減できる。

また、導電性ボールを所定のパターン穴に配列する際に導電性ペーストを塗布する工程が不要であり、塗布装置費や加工費が不要となる。

また、導電性ボールをマスク部材のガイド穴に落とし込んだ後に、導電性ボールを吸引するので、導電性ボールがマスク部材のガイド穴へ落とし込まれる時点では、導電性ボールに対して吸引による静電気の影響が無いため、数個の導電性ボールがガイド穴に滞留してしまうという事態を避けることができる。

また、基材と保護用シートを貼り合せ後に貫通する所定のパターン穴を設けるので、基材のパターン穴と保護用シートの導電性ボール受け穴の位置ずれがなく、各穴の位置合せ動作が不要となり、マスク部材のガイド穴に落とし込まれた導電性ボールをパターン穴に確実に吸引固定できる。

また、基材の下面に保護用シートを設けたので、導電性ボールを基材のパターン穴へ挿入したときに、導電性ボールを変形させずに球形状を保ったまま挿入することができる。

また、この発明の他のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法によれば、プリント回路基板の基材と保護用シートを貼り合せなくても、予め前記基材のパターン穴と保護用シートの導電性ボール受け穴を設けておき、前記基材と保護用シートを重ね合わせるときにパターン穴と導電性ボール受け穴を位置合わせすればよい。前記基材と保護用シートを貼り合せることによる効果以外は、上述した挿入方法の効果とほぼ同様である。

また、この発明のプリント回路基板における導電性ボールの挿入装置によれば、上述したプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法で述べた効果を得ることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図２（Ａ），（Ｂ）を参照するに、この実施の形態に係るプリント回路基板としては、ＦＰＣやＲＰＣなどがあり、この実施の形態では「ＦＰＣ」を例にとって説明する。図２（Ａ）はＦＰＣ１の概略的で部分的な断面図で、図２（Ｂ）は（Ａ）のＦＰＣ１の矢視ＩＢ−ＩＢ線の平面図が図示されている。

上記のＦＰＣ１は、例えば２枚の導電材としての例えば銅箔３の間に、ポリイミドあるいはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材としての例えば絶縁フィルム５を挟んだ両面プリント回路基板である。ここでは、絶縁フィルム５としてはポリイミドフィルムが用いられている。なお、上記の各銅箔３は印刷などで配線パターンが形成されている。また、絶縁フィルム５には所定のパターン穴７が設けられ、各パターン穴７に挿入された導電性ボール９により両面の銅箔３の電気的導通がとられている。

なお、他のプリント回路基板としては、複数枚の銅箔３（導電材）間のそれぞれに絶縁フィルム５を挟んだ多層プリント回路基板があり、この形態にも適用される。

この実施の形態のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法ならびにその装置は、上記のＦＰＣ１の絶縁フィルム５のパターン穴７に導電性ボール９を効率よく、且つ確実に挿入するものである。

先ず、この実施の形態に係るプリント回路基板における導電性ボールの挿入装置１１について説明する。

図１と図３（Ａ）〜（Ｄ）を併せて参照するに、導電性ボールの挿入装置１１は、絶縁フィルム５及びこの絶縁フィルム５の下面に重ね合わせた保護用シート１３を載置し、かつ各パターン穴７に載置される導電性ボール９を吸引するための吸引テーブル１５を備えた吸引装置１７が設けられている。

なお、保護用シート１３は、例えば別の実施の形態の図５に示されているように、前記絶縁フィルム５の各パターン穴７と同位置に配列した導電性ボール受け穴１９が設けられており、絶縁フィルム５のパターン穴７に挿入されて絶縁フィルム５の下面から飛び出した導電性ボール９が潰れないように前記導電性ボール受け穴１９で保護するものである。

また、前記吸引テーブル１５は、ステージ２１を介して平面においてＸ軸方向とこのＸ軸方向に直交するＹ軸方向、さらにＸ軸、Ｙ軸の平面に直交する垂直のＺ軸方向、前記Ｘ軸、Ｙ軸の平面に対して傾き角θに移動調整可能である。また、上記のステージ２１は基台２３上をステージベース２５によりＹ軸方向に移動自在に設けられている。

さらに、前記吸引テーブル１５の上方には、前記各パターン穴７に導電性ボール９を落とし込むためのガイド穴２７を前記各パターン穴７に対応して備えたマスク部材２９が前記絶縁フィルム５の上面に重ね合わされるように昇降自在に設けられている。すなわち、上記の基台２３の上には、ステージベース２５の外側に位置する複数の支柱３１と、この複数の支柱３１の上部に連結された横架３３とからなる装置架台が設けられており、前記複数の支柱３１にはマスク部材２９を昇降駆動せしめるマスク部材昇降駆動装置３５が設けられている。

マスク部材昇降駆動装置３５は、回転駆動手段としての例えば複数のモータ３７により回転駆動されるボールねじ３９が軸承されており、上記のマスク部材２９は前記各ボールねじ３９に螺合するナット部材４１に連結されている。なお、複数のボールねじ３９は同期して回転駆動される構成である。

また、撮像手段としての例えばＣＣＤカメラ４３が上記の横架３３にＹ軸方向に移動自在に設けられている。前記ＣＣＤカメラ４３は、前記吸引テーブル１５に載置された保護用シート１３の導電性ボール受け穴１９と絶縁フィルム５のパターン穴７とマスク部材２９のガイド穴２７とを撮像し、あるいは図５に示されているように保護用シート１３と絶縁フィルム５とマスク部材２９に設けた認識マーク４５（認識用穴）を撮像し、図示しない制御装置により画像処理して前記ステージ２１及びステージベース２５を移動調整することによって位置合わせするものである。

さらに、前記マスク部材２９の上部には、各ガイド穴２７に導電性ボール９を落し込むために多数の導電性ボール９を保持する導電性ボール供給部としての例えばスキージ４７がマスク部材２９の上面を例えばＹ軸方向に走行自在に設けられている。

また、上記の基台２３の上には、上記のマスク部材２９とＣＣＤカメラ４３を備えた装置架台に隣接した位置に、前記吸引テーブル１５に載置されて絶縁フィルム５の各パターン穴７の上に吸引・固定された導電性ボール９を前記各パターン穴７に挿入すべく押圧する押圧部材としての例えば平板状のプレスプレート４９を備えた加圧装置５１が設けられている。すなわち、加圧装置本体５３が上記の基台２３の上をＹ軸方向に走行自在なステージベース２５の上方に位置するように設けられており、加圧装置本体５３の上部には昇降駆動装置としての例えばエアシリンダ５５が設けられ、プレスプレート４９が前記エアシリンダ５５のシリンダシャフト５７の下端に一体的に設けられている。

次に、この発明の第１の実施の形態に係る導電性ボールの挿入方法を説明する。この第１の実施の形態の導電性ボールの挿入方法は、一例として上記の導電性ボールの挿入装置１１を用いてＦＰＣ１の絶縁フィルム５のパターン穴７に導電性ボール９を効率よく、且つ確実に挿入するものである。

図３（Ａ）〜（Ｄ）を併せて参照するに、この第１の実施の形態では導電性ボール９として例えば純銅の銅ボールを採用した場合について説明する。なお、導電性ボール９の直径は、１００μｍないしは５０μｍ±１０％程度であり、絶縁フィルム５の厚さより大きいものであるので、絶縁フィルム５のパターン穴７に挿入された導電性ボール９は絶縁フィルム５の両面から外側に飛び出す構成である。

また、絶縁フィルム５はポリイミドからなる。保護用シート１３は金属製シートで構成され、その厚さは導電性ボール９の直径の１５％以上であることが、導電性ボール９を絶縁フィルム５のパターン穴７へ挿入したときに、導電性ボール９を変形させず（潰さないように）球形状を保ったまま挿入するという点で望ましい。

これらの絶縁フィルム５と保護用シート１３は、吸引テーブル１５に載置される前に、予め、図３（Ａ）に示されているように、片面に離形処理を施された絶縁フィルム５に、保護用シート１３が図示しない粘着剤を介して貼り合わせされた後、例えばレーザ加工により貫通穴の加工が所定のパターンに施される。すなわち、絶縁フィルム５の所定のパターン穴７と保護用シート１３の導電性ボール受け穴１９が同じ配列で同時に予め設けられ、絶縁フィルム５と保護用シート１３を貼り合わせた所定のパターン穴付きのワーク５９として構成される。したがって、このときの導電性ボール受け穴１９は絶縁フィルム５のパターン穴７と同じ穴径となる。

なお、パターン穴７の直径は、後工程で挿入される導電性ボール９がパターン穴７からの飛び出しや脱落を生じないように把持するために、パターン穴７の直径の７０〜８０％程度であることが望ましい。

なお、上記の保護用シート１３は後工程で絶縁フィルム５から剥がして取り外されるが、絶縁フィルム５の表面は離形処理が行われているために保護用シート１３の剥離性が良いので、絶縁フィルム５にダメージを与えずに剥がすことができる。

また、絶縁フィルム５と保護用シート１３は、互いに貼り合わされた後にパターン穴７の加工が貫通するように施されているので、絶縁フィルム５のパターン穴７と保護用シート１３の導電性ボール受け穴１９の位置にズレは無く、且つパターン穴付きのワーク５９として構成されているのでハンドリングが容易である。

次に、図３（Ｂ）に示されているように、上記のワーク５９が吸引テーブル１５の上に設置される。なお、この第１の実施の形態では、上記の吸引テーブル１５が例えば多孔質からなる多孔質台からなり、この多孔質台としては、金属製、プラスチック、セラミック等の多孔質体１５Ａと中空のブロック１５Ｂから構成されており、真空ポンプやエジェクタ等の真空発生装置へ接続されることで、多孔質体１５Ａの表面に載置された物体を吸着固定することを実現している。

次に、マスク部材２９がマスク部材昇降駆動装置３５のモータ３７で回転駆動されるボールねじ３９及びナット部材４１により、図３（Ｃ）に示されているように、ワーク５９の絶縁フィルム５の上に重なるように下降する。このとき、ＣＣＤカメラ４３の撮像により、マスク部材２９のガイド穴２７が絶縁フィルム５のパターン穴７に位置合わせされるようにステージ２１及びステージベース２５でＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、傾き角θの移動調整が行われて、マスク部材２９が絶縁フィルム５に重ね合わされる。

このとき、例えば、別の実施の形態の図５に示されているように、ＣＣＤカメラ４３でマスク部材２９と絶縁フィルム５の認識マーク４５（例えば、認識用穴）を認識し、位置調整を行って、マスク部材２９のガイド穴２７を絶縁フィルム５のパターン穴７に位置合わせすることができる。

なお、上記のマスク部材２９は、静電気による影響の抑制とガイド穴２７の加工位置精度の観点から金属製であることが望ましい。また、マスク部材２９のガイド穴２７の直径は、導電性ボール９の直径の１２０〜１５０％であることが適当である。さらに、マスク部材２９の厚さは、導電性ボール９の直径の１２０％程度であることが適当である。

次に、図３（Ｄ）に示されているように、スキージ４７がマスク部材２９の上面をＹ軸方向に走行することにより、導電性ボール９が上記のマスク部材２９の上面から振り込まれてガイド穴２７に落とし込まれる。なお、このとき、マスク部材２９の上面とスキージ４７との間には僅かなクリアランスＧが設けられている。

また、マスク部材２９の厚さが導電性ボール９の直径よりも大きいことは、ガイド穴２７に落とし込まれた導電性ボール９がマスク部材２９の上面より上方へ突出しないので、スキージ４７がマスク部材２９の上面を走行するときに導電性ボール９にぶつからないという点で望ましい。

なお、導電性ボール９の落とし込みは、上記のスキージ４７による方法だけでなく、スキージ４７に変えたブラシ等で導電性ボール９を掻き寄せてマスク部材２９の穴に入れ込む方法や、ワーク５９とマスク部材２９が載せられた吸引テーブル１５を振動ユニットに搭載し、それら全体を振動させ、マスク部材２９の上の導電性ボール９をマスク部材２９の上面で移動させて入れ込む方法でも良い。

図４（Ａ）を参照するに、導電性ボール９がマスク部材２９のガイド穴２７に落とし込まれた状態が示されている。ガイド穴２７の直径が導電性ボール９の直径の１２０〜１５０％であることから、各ガイド穴２７に導電性ボール９が１つずつ確実に落とし込まれて絶縁フィルム５の各パターン穴７の上に確実に載置されることになる。

次に、吸引テーブル１５に接続した真空発生ユニットを起動させることにより、吸引テーブル１５の表面に真空圧（吸引力）を発生せしめると、マスク部材２９のガイド穴２７に落とし込まれた導電性ボール９がワーク５９のパターン穴７、より詳しくは保護用シート１３の導電性ボール受け穴１９と絶縁フィルム５のパターン穴７の内部が負圧になるために吸引され、導電性ボール９がパターン穴７の上端に吸着固定される。

次に、吸引テーブル１５の真空状態を保持したままで、マスク部材２９がマスク部材昇降駆動装置３５により垂直で上方に持ち上げられることで、図４（Ｂ）に示されているようにワーク５９から外される。この時、ワーク５９に施された所定のパターン穴７の直径は導電性ボール９の直径よりも小さいことと、導電性ボール９がワーク５９のパターン穴７を介して吸引テーブル１５の真空圧（吸引力）により、ワーク５９のパターン穴７の上端に吸着固定されていることから、マスク部材２９が外されても、導電性ボール９がワーク５９のパターン穴７の上端に固定されたままの状態となる。

次に、ステージベース２５がＹ軸方向の図１において右方向に走行し、図１において２点鎖線に示されているように吸引テーブル１５のワーク５９が加圧装置本体５３のプレスプレート４９の下方位置まで移動する。

次いで、図４（Ｃ）から図４（Ｄ）に示されているように、プレスプレート４９がエアシリンダ５５の駆動によりワーク５９の直上からワーク５９の方向へ下降し、ワーク５９のパターン穴７の上端に吸着固定された導電性ボール９がプレスプレート４９で押圧されてワーク５９の絶縁フィルム５のパターン穴７へ挿入される。

この時、ワーク５９の保護用シート１３自体が剛性を持つことで、導電性ボール９が押し込まれる際に、絶縁フィルム５に加わる圧縮力を全て受け止めることができるため、絶縁フィルム５が垂直方向に移動（微動）することが無くなるので、導電性ボール９が絶縁フィルム５のパターン穴７の所定の位置まで挿入されるときの位置決め精度を得ることができる。

また、導電性ボール９を絶縁フィルム５へ挿入する方向の位置決めは、図４（Ｄ）に示されているように、挿入された導電性ボール９が保護用シート１３の導電性ボール受け穴１９の上端に接触する位置までとすることで、導電性ボール９を変形させずに絶縁フィルム５のパターン穴７へ挿入することを可能としている。

次に、吸引テーブル１５の真空圧（吸引力）を解除してから、ワーク５９が吸引テーブル１５から取り外される。その後、図４（Ｅ）から図４（Ｆ）に示されているように、ワーク５９の絶縁フィルム５に貼り付けられている保護用シート１３を剥がすと、図４（Ｇ）に示されているように、導電性ボール９が所定のパターンにて挿入された絶縁フィルム５を得ることができる。

なお、上記の絶縁フィルム５には離形処理が施された後に、粘着剤を介して保護用シート１３が貼り付けられているので、保護用シート１３は絶縁フィルム５へ過度の応力を与えることないために、挿入された導電性ボール９が保持されたままの状態で、絶縁フィルム５から容易に剥がすことができる。

なお、前述した実施の形態では、導電性ボール９には例えば純銅の銅ボールが採用されているが、一般に基板のバンプ形成に使用される半田ボールを採用し、絶縁フィルム５のパターン穴７に配列して挿入することも、同様に可能である。あるいは、他の導電性ボール９としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）であっても、その他の導電性を有する材質であってもよい。

以上のように説明したことから、以下の効果を奏する。

（１）従来のようなスルーホールメッキによる方法におけるメッキ装置やそれに付随する水洗などの水処理装置等の設備費が無くなり、メッキ液や廃液等の管理、またメッキ厚の均一性の管理等の必要が無くなるので、生産コストを削減することが可能となる。

（２）導電性ボール９を絶縁フィルム５の所定のパターン穴７に配列して挿入する際に、導電性ペーストを使用しないために導電性ペーストを塗布する工程が不要となるので、導電性ペーストの塗布のための装置の費用や加工費がかからない。

（３）導電性ボール９を絶縁フィルム５の所定のパターン穴７に配列して挿入する際に、導電性ボール９をマスク部材２９のガイド穴２７に落とし込んだ後に、吸引テーブル１５により導電性ボール９を吸引するので、導電性ボール９がマスク部材２９のガイド穴２７へ落とし込まれる時は、導電性ボール９に対して吸引エアーによって生ずる静電気の影響が無い。その結果、数個の導電性ボール９が静電気力により互いに吸着して固まってマスク部材２９のガイド穴２７に滞留してしまうという事態を避けることができる。

（４）予め、絶縁フィルム５と保護用シート１３を貼り合せて一体的なワーク５９としてから、所定のパターン穴７の穴あけ加工を貫通して行うので、絶縁フィルム５のパターン穴７と保護用シート１３の導電性ボール受け穴１９との位置合せ動作が不要となる。

（５）予め、絶縁フィルム５と保護用シート１３を貼り合せて一体的なワーク５９としてから、所定のパターン穴７の穴あけ加工を貫通して行うので、絶縁フィルム５のパターン穴７と保護用シート１３の導電性ボール受け穴１９の位置ずれが無いため、マスク部材２９のガイド穴２７に落とし込まれた導電性ボール９を確実に絶縁フィルム５のパターン穴７へ吸引して固定することができる。

（６）絶縁フィルム５の下面に保護用シート１３を貼り合せているので、導電性ボール９を絶縁フィルム５のパターン穴７へ挿入したときに、導電性ボール９を変形させずに球形状を保ったまま挿入することができる。

（７）導電性ボール９の外径より大きい穴径のガイド穴２７と導電性ボール９の外径より厚いマスク部材２９が絶縁フィルム５の上面にセットされることで、マスク部材２９のガイド穴２７内に導電性ボール９を１個ずつ入れることができる。

次に、第２の実施の形態に係る導電性ボールの挿入方法を説明する。主として前述した第１の実施の形態の導電性ボールの挿入方法と異なる点を説明し、同様の点の詳しい説明は省略する。

図５を参照するに、第２の実施の形態に係る導電性ボールの挿入方法では、絶縁フィルム５と保護用シート１３は貼り合わせることなく、絶縁フィルム５には予め複数の所定のパターン穴７が設けられており、保護用シート１３には予め複数の導電性ボール受け穴１９が前記絶縁フィルム５の各パターン穴７と同位置に配列して設けられている。また、導電性ボール受け穴１９の穴径は、導電性ボール９の直径の０．８倍程度である。

また、導電性ボール９の外径は絶縁フィルム５の厚さの２倍程度であり、絶縁フィルム５のパターン穴７径は導電性ボール９の外径の４／５（８０％）程度としている。

まず、図５に示されているように、上記の保護用シート１３が吸引装置１７の吸引テーブル１５に載置される。このとき、吸引テーブル１５は前述した第１の実施の形態と同様であっても良いが、図６に示されているように保護用シート１３の導電性ボール受け穴１９より大きな吸引用穴６１が多数設けられていても良い。

次いで、絶縁フィルム５が保護用シート１３の上面に重ね合わされる。このとき、図５に示されているように、ＣＣＤカメラ４３で絶縁フィルム５と保護用シート１３の認識マーク４５（例えば、認識用穴）を認識し、位置調整を行って、絶縁フィルム５のパターン穴７が保護用シート１３の導電性ボール受け穴１９に位置合わせされる。

さらに、マスク部材２９が下降して絶縁フィルム５の上面に重ね合わされる。このとき、図５に示されているように、ＣＣＤカメラ４３でマスク部材２９と絶縁フィルム５の認識マーク４５（例えば、認識用穴）を認識し、位置調整を行って、マスク部材２９のガイド穴２７が絶縁フィルム５のパターン穴７に位置合わせされる。

次いで、導電性ボール搬送用のスキージ４７がマスク部材２９の上面をＹ軸方向の図５及び図６において右方向に走行することにより、導電性ボール９がマスク部材２９の上面を移動し、導電性ボール９がマスク部材２９のガイド穴２７に１個ずつ落とし込まれる。

なお、マスク部材２９は導電性ボール９との静電気を緩和するために金属製シートである。また、マスク部材２９の穴径は導電性ボール９の１．５倍程度であり、マスク部材２９の厚さは導電性ボール９の１．２倍程度としている。これにより、スキージ４７にて搬送されてきた導電性ボール９はマスク部材２９のガイド穴２７に１個ずつ収まることになる。

次に、吸引テーブル１５により吸引することにより、各導電性ボール９が絶縁フィルム５のパターン穴７の上端に固定される。

なお、この第２の実施の形態では、図５に示されているように、加圧装置５１の押圧部材としての例えばピン付プレスプレート６３がマスク部材２９の上方に位置して設けられており、ＣＣＤカメラ４３はピン付プレスプレート６３の上方に位置している。

上記のピン付プレスプレート６３は、図５及び図７に示されているように、マスク部材２９のガイド穴２７内に収まった導電性ボール９を絶縁フィルム５のパターン穴７に押し込むための突起状の押圧部としての例えばピン６５が前記パターン穴７と同位置に配列されて下方に向けて突出している。したがって、マスク部材２９のガイド穴２７とピン付プレスプレート６３のピン６５はＣＣＤカメラ４３でマスク部材２９とプレスプレート４９の認識マーク４５（例えば、認識用穴）を認識し、位置調整を行って位置合わせされる。

ピン付プレスプレート６３が下降し、導電性ボール９がピン付プレスプレート６３のピン６５で絶縁フィルム５のパターン穴７に押し込まれる。また、ピン６５の直径は導電性ボール９の外径の４／５程度であり、ピン６５の高さはマスク部材２９の厚さ程度としている。

以上のように、ピン付のプレスプレート４９を使用することで、マスク部材２９を絶縁フィルム５から外さなくても、図７に示されているように、マスク部材２９のガイド穴２７内で位置決めされている導電性ボール９を押し込むことができるので、導電性ボール９を押し込む前にマスク部材２９を取り外す場合では導電性ボール９の位置がずれてしまう等の問題が生じない。

また、導電性ボール９の外径が絶縁フィルム５の厚さより大きいので、導電性ボール９の下部が絶縁フィルム５より飛び出すが、絶縁フィルム５の下面に導電性ボール受け穴１９を有する保護用シート１３をセットすることで、飛び出た導電性ボール９の部分が潰れないように保護されることや、導電性ボール９を押し込むときに絶縁フィルム５のパターン穴７が下方に曲がる（移動する）ことを防ぎ、さらに絶縁フィルム５に掛かる吸引力による下方向の負荷も防ぐことができる。

その他の効果は、絶縁フィルム５と保護用シート１３を貼り合せることによる効果以外は、前述した第１の実施の形態の場合とほぼ同様である。

この発明の実施の形態のプリント回路基板における導電性ボールの挿入装置の概略的な正面図である。 （Ａ）は、この発明の実施の形態で用いられるＦＰＣの部分的な断面図で、（Ｂ）は（Ａ）の矢視ＩＢ−ＩＢ線の断面の平面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、この発明の第１の実施の形態のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法を示す概略的な工程説明図である。 （Ａ）〜（Ｇ）は、図３に続く概略的な工程説明図である。 この発明の第２の実施の形態のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法を示す概略的な斜視図である。 第２の実施の形態の導電性ボールの挿入方法におけるスキージによって導電性ボールをマスク部材のガイド穴に落とし込む状態の部分的な断面図である。 第２の実施の形態の導電性ボールの挿入方法におけるピン付プレスプレートによって導電性ボールを押圧してパターン穴に挿入する状態の部分的な断面図である。

符号の説明

１ ＦＰＣ（プリント回路基板）
３ 銅箔（導電材）
５ 絶縁フィルム（基材）
７ パターン穴
９ 導電性ボール
１１ 導電性ボールの挿入装置
１３ 保護用シート
１５ 吸引テーブル
１７ 吸引装置
１９ 導電性ボール受け穴
２７ ガイド穴
２９ マスク部材
３５ マスク部材昇降駆動装置
４３ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
４５ 認識マーク
４７ スキージ（導電性ボール供給部）
４９ プレスプレート（押圧部材）
５１ 加圧装置
５５ エアシリンダ（昇降駆動装置）
５９ ワーク
６３ ピン付プレスプレート（押圧部材）
６５ ピン（押圧部）

Claims (10)

1. プリント回路基板の基材に保護用シートを貼り合わせてから貫通する複数の所定のパターン穴を設けた後に、
   前記保護用シート側を、前記各パターン穴に載置される導電性ボールを吸引するための吸引テーブルに載置すると共に、前記基材の表面に、前記各パターン穴に導電性ボールを落とし込むためのガイド穴を前記各パターン穴に対応して備えたマスク部材を前記各パターン穴に位置合わせして重ね合わせ、
   前記マスク部材の上面から各ガイド穴に導電性ボールを落し込んだ後に、前記吸引テーブルにより吸引して前記各導電性ボールを前記パターン穴に固定し、
   この各パターン穴に固定された各導電性ボールを押圧部材で押圧して前記導電性ボールの上下端が前記基材の上下面から突出する位置まで前記基材の各パターン穴に挿入し、
   その後、前記保護用シートを前記基材から剥離することを特徴とするプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法。
2. 予め複数の所定のパターン穴を設けたプリント回路基板の基材の前記各パターン穴と同位置に配列した導電性ボール受け穴を有する保護用シートを、前記パターン穴の上に載置される導電性ボールを吸引するための吸引テーブルに載置し、
   前記保護用シートの上面に、前記プリント回路基板の基材を前記導電性ボール受け穴とパターン穴とを位置合わせして重ね合わせ、
   このプリント回路基板の基材の上面に、前記各パターン穴に導電性ボールを落とし込むためのガイド穴を前記各パターン穴に対応して備えたマスク部材を前記各パターン穴に位置合わせして重ね合わせ、
   前記マスク部材の上面から各ガイド穴に導電性ボールを落し込んだ後に、前記吸引テーブルにより吸引して前記各導電性ボールを前記パターン穴に固定し、
   この各パターン穴に固定された各導電性ボールを押圧部材で押圧して前記導電性ボールの上下端が前記基材の上下面から突出する位置まで前記基材の各パターン穴に挿入することを特徴とするプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法。
3. 前記保護用シートとプリント回路基板の基材とを離型剤を介して貼り合わせることを特徴とする請求項１記載のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法。
4. 前記マスク部材の表面上に、多数の導電性ボールを移動させることで前記マスク部材の各ガイド穴に導電性ボールを落し込むことを特徴とする請求項１、２又は３記載のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法。
5. 前記保護用シートが金属製シートで構成され、その厚さが導電性ボールの直径の１５％以上であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法。
6. マスク部材が導電性ボールの直径以上の厚さを有し、マスク部材のガイド穴が導電性ボールの直径以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法。
7. 前記マスク部材を前記基材の上面から外した後に、平板状の押圧部材で前記導電性ボールを押圧することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法。
8. 前記マスク部材を前記基材の上面から外すことなく、前記マスク部材の各ガイド穴に対応した位置に突起状の押圧部を備えた押圧部材を用いて前記各押圧部で前記導電性ボールを押圧することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のプリント回路基板における導電性ボールの挿入方法。
9. 複数の所定のパターン穴を設けたプリント回路基板の基材の下面に、前記各パターン穴と同位置に配列した導電性ボール受け穴を有する保護用シートを、重ね合わせて載置する吸引テーブルを備え、且つ前記基材の各パターン穴に載置される導電性ボールを吸引する吸引装置と、
   この吸引装置の吸引テーブルに載置された基材の上面に重ね合わせるべく昇降自在に設けたマスク部材であって、前記基材の各パターン穴に導電性ボールを落とし込むためのガイド穴を前記各パターン穴に対応して備えたマスク部材と、
   前記吸引テーブルに載置された保護用シートの導電性ボール受け穴と基材のパターン穴とマスク部材のガイド穴とを位置合わせするための撮像手段と、
   前記マスク部材の上面を走行して前記各ガイド穴に導電性ボールを落し込むために多数の導電性ボールを保持する導電性ボール供給部と、
   前記各パターン穴の上に吸引・固定された導電性ボールを前記各パターン穴に挿入すべく押圧する押圧部材を備えた加圧装置と、
   で構成されることを特徴とするプリント回路基板における導電性ボールの挿入装置。
10. 前記押圧部材が、前記マスク部材の各ガイド穴に対応した位置に突起状の押圧部を備えていることを特徴とする請求項９記載のプリント回路基板における導電性ボールの挿入装置。

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